Ép mitokondrium esetében megfelelő körülmények között a légzési szubsztrátok egyidejű ATP-szintézis mellett oxidálódnak, és az O2-fogyasztás oxigráffal mérhető.
Az oxidáció sebessége telítési-[S], -[Pi] és -[O2] jelenlétében csak a mitokondrium koncentrációjától és az ADP jelenlététől függ.
Az ADP → ATP átalakulás a [H+]-grádiens megszűntetése révén stimulálja az O2-fogyasztást. Ezt nevezzük az O2-fogyasztás akceptor-kontrolljának.
ADP hiányában a légzés lassú (nyugalmi), de ADP hozzáadásakor többszörösére nő (aktív).
Az ADP jelenlétében és elfogyása után mért sebességének aránya az oxidaáció és foszforiláció kapcsoltságára jellemző, és respirációs kontroll-hányadosnak nevezzük.
ADP-hozzáadás mellett az O2-felvétellel sztöchiometrikus arányban képződik ATP; a sztöchiometriai együttható az ún. P/O-hányados. Intakt mitokondriumban értéke attól függ, hogy a légzési láncba az oxidálódó szubsztrát melyik ponton lép be.
Szétkapcsoló szerek jelenlétében a P/O-hányados értéke csökken, mivel foszforiláció nem történik, ugyanakkor az O2-fogyasztás (légzés) nem változik, mert a szétkapcsoló szer csökkentve a [H+]-grádienst a légzést stimulálja.
Vannak olyan szerek, amelyek az egész mitokondriális légzést gátolják, így az oxidatív foszforilációt is.
Oligomicin: az ATP-szintézisét gátolja közvetlenül, de mivel a [H+]-grádiens nem használódik fel, a légzés is gátlódik.
Atraktilozid, karboxiatraktilozid: az FoF1 csatornát gátolja. Mivel a légzési lánc elektrontranszportja érintetlen, a protongrádiens kiépül, csak nem használódik fel, hasonlóan az oligomicin esetéhez. Ilyenkor szétkapcsolószerekkel a lassú légzést meg lehet gyorsítani.
N-, CO: a citokróm a3-at gátolják, így az utolsó lépés nem valósul meg, a légzés leáll, ATP-szintézis nincsen.
Antimycin-A: a III-komplexben a cit. b és c1 közötti elektronátmenetet gátolja.
Rotenon: NADH-dehidrogenázt gátolja, ami az I. komplex.
Malonát: a szukcinát-dehidrogenázt kompetitív módon gátolja, ami a II. komplex.
A protongrádiens terhére nem csak ATP-szintézis, hanem különböző kationok transzportja is megvalósulhat. azokat az anyagokat, amelyek kationokat juttatnak be a mátrixba, ionoforoknak nevezzük. Így ha a 2,3-DNP-lal szétkapcsoltuk a légzést és a foszforilációt, ionoforokkal a légzés stimulálható, mivel a protongrádiens terhére kationtranszport valósul meg.
